Определение тонкости (степени) помола

Т. В. Золотов

 

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ

ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

 

Методические разработки

 

 

Екатеринбург

2016

Золотов Т. В.

Изучение свойств гипсовых вяжущих веществ: Метод.разработки / Т.В. Золотов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Екатеринбург: Архитектон, 2016.

 

Методические разработки составлены в соответствии с учебной программой дисциплины «Архитектурное материаловедение» с учетом современных научных исследований и действующих нормативных документов. Предназначены для студентов направления подготовки 270100 «Архитектура».

Методические разработки позволяют студентам изучать и осваивать на практикеосновные характеристики свойств гипса, необходимые для рационального выбора воздушных вяжущих материаловпри изготовлении строительных конструкций и производстве отделочных работ.

Утверждено и рекомендовано к изданию на заседании кафедры архитектурно-строительной экологии. Протокол № 9 от 16.02.2016.

 

Рецензент: доцент кафедры ОАПУрГАХУ, кандидат искусствоведения Ибрагимов И. А.

 

Заведующий кафедрой архитектурно-строительной экологии профессор, кандидат архитектуры Смирнов Л. Н.

 

 

 

 

© Свердловский архитектурный институт, 1982

© Половова Э. А., Елистратова Ш. П.

© Уральский государственный

архитектурно-художественный университет, 2016

© Золотов Т. В.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………...4

1. Теоретические сведения………………………………………………………5

2. Методика выполнения работы……………………………………………….8

2.1. Определение тонкости (степени) помола………………………………8

2.2. Определение стандартной консистенции (нормальной гус­тоты) гипсового теста………………………………………………………………..8

2.3. Определение сроков схватывания гипсового теста…………………..10

2.4. Определение предела прочности на растяжение при изгибе………...11

2.5. Определение предела прочности на сжатие…………………………..13

Литература……………………………………………………………………….14

Форма отчета по лабораторной работе

«Изучение свойств гипсовых вяжущих веществ»……………………………..15

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Методические разработки подготовлены в соответствии с учебной программой дисциплины «Архитектурное материаловедение» для студентов-бакалавров, обучающихся по направлению 270100 «Архитектура». Методика предназначена для самостоятельного выполнения студентами лабораторной работыпо изучению свойствгипсовых вяжущих веществ.

Основной целью практических занятий является получение знаний по квалифицированному применению материалов различного назначения на основе вяжущих в строительстве и архитектуре. Лабораторный практикум позволит студентам ознакомитьсясо стандартными методиками испытаний воздушных вяжущих веществ, а также научит определять области рационального использованияматериалав зависимости от конкретных условий эксплуатации зданий и сооружений.

Производство вяжущих веществ отличается большим многообразием видов и широким ассортиментом продукции. Студент-архитектор должен разбираться в обширной номенклатуре этой продукции, выбирать для конкретных условий применения наиболее эффективные и подходящие ее виды с учетом качественных показателей, владеть знаниями в области технологии строительных материалов, представлять физико-химическую сущность процессов переработки исходного сырья в готовый продукт.

Кроме того,научиться определять области рационального применения материалов в практике современного строительства можно только на основе глубокого изучения связи между составом, строением и свойствами материала. Наиболее полно и конкретно эта связь выявляется в ходе испытаний, проводимых в лабораторных условиях, когда искусственно моделируются изменения составов сырьевых смесей, технологических параметров получения, показателей состояния материалов, имитируя их работу в различных условиях эксплуатации.

Для проведения лабораторных исследований необходима тщательная теоретическая и методическая подготовка студентов. Поэтому практические лабораторные работы по основным темам и разделам дисциплины «Архитектурное материаловедение» позволяют расширить, углубить и закрепить знания, полученные на лекционных занятиях, активизировать самостоятельную работу студентов.

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ                                            

 

Минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, способные при смешивании с водой образовывать плас­тичное тесто, которое под влиянием физико-химических процессов, постепенно затвердевая, приобретает прочность камня. Это свой­ство вяжущих веществ широко используют для изготовлений строи­тельных конструкций, строительных растворов, бетонов, для про­изводства безобжиговых искусственных каменных материалов и из­делий.

В зависимости от способности твердеть и сохранять проч­ность на воздухе или в воде минеральные вяжущие вещества под­разделяют на две группы: воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие вещества твердеют, сохраняют или повы­шают прочность только на воздухе (гипсовые вяжущие, воздушная известь и др.) лишь при относительной влажности окружающей среды не более 60%.При полном высыхании дальнейший рост прочности прекращается. Процесс твердения гипса можно ускорить сушкой, но при температуре не выше 65 °C во избежание повторной дегидратации двуводного гипса.

Гидравлические вяжущие вещества обладают этими свойства­ми не только на воздухе, но и в воде. В соответствии с этим гидравлические вяжущие вещества можно применять в наземных, подземных и подводных сооружениях.

Гипсовые вяжущие вещества используют для изготовления строительных изделий различных видов, декоративных деталей, при производстве штукатурных и отделочных работ, а также для изготовления форм и моделей в машиностроительной, фарфорово-фаянсовой, керамической и других отраслях промышленности. В за­висимости от предела прочности при сжатии различают следующие марки гипсовых вяжущих веществ: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.

Гипсовые вяжущие изготовляются в соответствии с требованиями ГОСТ 125-79 (СТ СЭВ 826-77). Порядок отбора проб гипсового вяжущего и методы испытаний производятся по ГОСТ 23789-79 (СТ СЭВ 826-77 в части методов испытаний).

 

 

Таблица 1. Значения минимального предела прочности для каждой марки вяжущих веществ

 

Маркавяжущего	Предел прочности образцов-балочекразмерами 40×40×160 мм в возрасте 2 часа не менее, МПа (кгс/см²)
	при сжатии	при изгибе
Г-2	2 (20)	1,2 (12)
Г-3	3 (30)	1,8 (18)
Г-4	4 (40)	2,0 (20)
Г-5	5 (50)	2,5 (25)
Г-6	6(60)	3,0 (30)
Г-7	7 (70)	3,5 (35)
Г-10	10 (100)	4,5 (45)
Г-13	13 (130)	5,5 (55)
Г-16	16 (160)	6,0 (60)
Г-19	19 (190)	6,5 (65)
Г-22	22 (220)	7,0 (70)
Г-25	25 (250)	8,0 (80)

 

Примечание: В соответствии с ранее (до 1979 г.) существую­щей номенклатурой гипсовых вяжущих веществ марки Г-2 – Г-6 мо­гут быть отнесены к строительному гипсу, марки Г-7, Г-10, Г-13, Г-16,Г-19, Г-22, Г-25 – к высокопрочному гипсу.

 

Таблица 2. Виды вяжу­щихв зависимости от сроков схватывания

Вид вяжущего	Индекссроков твердения	Сроки схватывания, мин.
		начало, не ранее	конец, не позднее
Быстротвердеющий	А	2	15
Нормальнотвердеющий	Б	6	30
Медленнотвердеющий	В	20	не нормируется

 

Таблица 3. Виды вяжущихв зависимости от степени помола

 

Видвяжущего	Индексстепенипомола	Максимальный остаток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм, %, не более
Грубого помола	I	23
Среднего помола	II	14
Тонкого помола	III	2

Таблица 4. Дополнительные требования, предъявляемые к гипсовым вяжущим высшей категории качества

 

Наименование показателей	Вяжущие для изготовления строительных изделий и производства строительных работ	Вяжущие для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности
Марки вяжущего, нениже	Г-5	Г-10
Максимальный оста­ток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм, %, не более	12	0,5
Примеси, не растворяемые в соляной кислоте, %, не более	-	0,5

 

Пример условного обозначения гипсового вяжущего с проч­ностью 5,2 МПа (52 кгс/см²) со сроками схватывания: начало – 5 мин., конец – 9 мин. и остатком на сите 0,2 мм –9%, т.е. вяжущее Г-5, быстротвердеющее, среднего помола (Г-5, А,II).

 

Таблица 5. Возможные области применения гипсовых вяжущих

 

№ пп	Области применения гипсовыхвяжущих	Рекомендуемые марки и виды
1.	Изготовление гипсовых строительных изделий всех видов	Г-2 – Г-7, всех сроков твердения и степеней помола
2.	Изготовление тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей	Г-2 – Г-7 тонкого и среднего помола, быстрого и нормального твердения
3.	Производство штукатурных работ, заделка швов и специальные цели	Г-2 – Г-25, нормально­го и медленного твердения, среднего и тонкого помола
4.	Изготовление форм и моделей	Г-5 – Г-25, тонкого помола с нормальными срока­ми твердения
5.	Для медицинских целей	Г-2 – Г-7, быстрого и нормального твердения, среднего и тонкого помола

Целью данной лабораторной работы является изучение свойств и областей применения гипсовых вяжущих веществ, полу­чаемых путем термической обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция.

 

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Порядок работы. Провести изучение свойств гипсового вя­жущего вещества; сравнить полученные результаты с требования­ми стандарта, приведенными в табл. 1-5, и сделать вывод о воз­можности использования данного вида гипсового вяжущего.

 

Литература

1. Воробьев В. А., Комар А. Г. Строительные материалы: Учеб.для вузов . – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1971. – 496 с.

2. Кропотов В. Н.Строительные материалы: Учеб.для вузов / В. Н. Кропотов, А. Г. Зайцев, Б. И. Скавронский. – М.: Высшая школа, 1973. – 384 с.

3. Половова Э. А., Елистратова Ш. П.Изучение свойств гипсовых вяжущих веществ: Метод.разработки / Э. А. Половова, Ш. П. Елистратова. –Свердловск, 1982.

4. Рыбьев И. А. Строительное материаловедение: Учеб.пособие для строительных вузов. – М.: Высшая школа, 2012. – 701 с.

5. ГОСТ 125-79 (СТ СЭВ 826-77). Вяжущие гипсовые. Технические условия. – Введ.от 19.07.1979,№ 123 (сизм. от 02.04.1986). – М., 1997.

6. ГОСТ 23789-79 (СТ СЭВ 826-77 в части методов испытаний). Вяжущие гипсовые. Методы испытаний. – Утв. от 19.07.1979,№ 123. – М., 1980.

 

Т. В. Золотов

 

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ

ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

 

Методические разработки

 

 

Екатеринбург

2016

Золотов Т. В.

Изучение свойств гипсовых вяжущих веществ: Метод.разработки / Т.В. Золотов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Екатеринбург: Архитектон, 2016.

 

Методические разработки составлены в соответствии с учебной программой дисциплины «Архитектурное материаловедение» с учетом современных научных исследований и действующих нормативных документов. Предназначены для студентов направления подготовки 270100 «Архитектура».

Методические разработки позволяют студентам изучать и осваивать на практикеосновные характеристики свойств гипса, необходимые для рационального выбора воздушных вяжущих материаловпри изготовлении строительных конструкций и производстве отделочных работ.

Утверждено и рекомендовано к изданию на заседании кафедры архитектурно-строительной экологии. Протокол № 9 от 16.02.2016.

 

Рецензент: доцент кафедры ОАПУрГАХУ, кандидат искусствоведения Ибрагимов И. А.

 

Заведующий кафедрой архитектурно-строительной экологии профессор, кандидат архитектуры Смирнов Л. Н.

 

 

 

 

© Свердловский архитектурный институт, 1982

© Половова Э. А., Елистратова Ш. П.

© Уральский государственный

архитектурно-художественный университет, 2016

© Золотов Т. В.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………...4

1. Теоретические сведения………………………………………………………5

2. Методика выполнения работы……………………………………………….8

2.1. Определение тонкости (степени) помола………………………………8

2.2. Определение стандартной консистенции (нормальной гус­тоты) гипсового теста………………………………………………………………..8

2.3. Определение сроков схватывания гипсового теста…………………..10

2.4. Определение предела прочности на растяжение при изгибе………...11

2.5. Определение предела прочности на сжатие…………………………..13

Литература……………………………………………………………………….14

Форма отчета по лабораторной работе

«Изучение свойств гипсовых вяжущих веществ»……………………………..15

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Методические разработки подготовлены в соответствии с учебной программой дисциплины «Архитектурное материаловедение» для студентов-бакалавров, обучающихся по направлению 270100 «Архитектура». Методика предназначена для самостоятельного выполнения студентами лабораторной работыпо изучению свойствгипсовых вяжущих веществ.

Основной целью практических занятий является получение знаний по квалифицированному применению материалов различного назначения на основе вяжущих в строительстве и архитектуре. Лабораторный практикум позволит студентам ознакомитьсясо стандартными методиками испытаний воздушных вяжущих веществ, а также научит определять области рационального использованияматериалав зависимости от конкретных условий эксплуатации зданий и сооружений.

Производство вяжущих веществ отличается большим многообразием видов и широким ассортиментом продукции. Студент-архитектор должен разбираться в обширной номенклатуре этой продукции, выбирать для конкретных условий применения наиболее эффективные и подходящие ее виды с учетом качественных показателей, владеть знаниями в области технологии строительных материалов, представлять физико-химическую сущность процессов переработки исходного сырья в готовый продукт.

Кроме того,научиться определять области рационального применения материалов в практике современного строительства можно только на основе глубокого изучения связи между составом, строением и свойствами материала. Наиболее полно и конкретно эта связь выявляется в ходе испытаний, проводимых в лабораторных условиях, когда искусственно моделируются изменения составов сырьевых смесей, технологических параметров получения, показателей состояния материалов, имитируя их работу в различных условиях эксплуатации.

Для проведения лабораторных исследований необходима тщательная теоретическая и методическая подготовка студентов. Поэтому практические лабораторные работы по основным темам и разделам дисциплины «Архитектурное материаловедение» позволяют расширить, углубить и закрепить знания, полученные на лекционных занятиях, активизировать самостоятельную работу студентов.

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ                                            

 

Минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, способные при смешивании с водой образовывать плас­тичное тесто, которое под влиянием физико-химических процессов, постепенно затвердевая, приобретает прочность камня. Это свой­ство вяжущих веществ широко используют для изготовлений строи­тельных конструкций, строительных растворов, бетонов, для про­изводства безобжиговых искусственных каменных материалов и из­делий.

В зависимости от способности твердеть и сохранять проч­ность на воздухе или в воде минеральные вяжущие вещества под­разделяют на две группы: воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие вещества твердеют, сохраняют или повы­шают прочность только на воздухе (гипсовые вяжущие, воздушная известь и др.) лишь при относительной влажности окружающей среды не более 60%.При полном высыхании дальнейший рост прочности прекращается. Процесс твердения гипса можно ускорить сушкой, но при температуре не выше 65 °C во избежание повторной дегидратации двуводного гипса.

Гидравлические вяжущие вещества обладают этими свойства­ми не только на воздухе, но и в воде. В соответствии с этим гидравлические вяжущие вещества можно применять в наземных, подземных и подводных сооружениях.

Гипсовые вяжущие вещества используют для изготовления строительных изделий различных видов, декоративных деталей, при производстве штукатурных и отделочных работ, а также для изготовления форм и моделей в машиностроительной, фарфорово-фаянсовой, керамической и других отраслях промышленности. В за­висимости от предела прочности при сжатии различают следующие марки гипсовых вяжущих веществ: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.

Гипсовые вяжущие изготовляются в соответствии с требованиями ГОСТ 125-79 (СТ СЭВ 826-77). Порядок отбора проб гипсового вяжущего и методы испытаний производятся по ГОСТ 23789-79 (СТ СЭВ 826-77 в части методов испытаний).

 

 

Таблица 1. Значения минимального предела прочности для каждой марки вяжущих веществ

 

Маркавяжущего	Предел прочности образцов-балочекразмерами 40×40×160 мм в возрасте 2 часа не менее, МПа (кгс/см²)
	при сжатии	при изгибе
Г-2	2 (20)	1,2 (12)
Г-3	3 (30)	1,8 (18)
Г-4	4 (40)	2,0 (20)
Г-5	5 (50)	2,5 (25)
Г-6	6(60)	3,0 (30)
Г-7	7 (70)	3,5 (35)
Г-10	10 (100)	4,5 (45)
Г-13	13 (130)	5,5 (55)
Г-16	16 (160)	6,0 (60)
Г-19	19 (190)	6,5 (65)
Г-22	22 (220)	7,0 (70)
Г-25	25 (250)	8,0 (80)

 

Примечание: В соответствии с ранее (до 1979 г.) существую­щей номенклатурой гипсовых вяжущих веществ марки Г-2 – Г-6 мо­гут быть отнесены к строительному гипсу, марки Г-7, Г-10, Г-13, Г-16,Г-19, Г-22, Г-25 – к высокопрочному гипсу.

 

Таблица 2. Виды вяжу­щихв зависимости от сроков схватывания

Вид вяжущего	Индекссроков твердения	Сроки схватывания, мин.
		начало, не ранее	конец, не позднее
Быстротвердеющий	А	2	15
Нормальнотвердеющий	Б	6	30
Медленнотвердеющий	В	20	не нормируется

 

Таблица 3. Виды вяжущихв зависимости от степени помола

 

Видвяжущего	Индексстепенипомола	Максимальный остаток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм, %, не более
Грубого помола	I	23
Среднего помола	II	14
Тонкого помола	III	2

Таблица 4. Дополнительные требования, предъявляемые к гипсовым вяжущим высшей категории качества

 

Наименование показателей	Вяжущие для изготовления строительных изделий и производства строительных работ	Вяжущие для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности
Марки вяжущего, нениже	Г-5	Г-10
Максимальный оста­ток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм, %, не более	12	0,5
Примеси, не растворяемые в соляной кислоте, %, не более	-	0,5

 

Пример условного обозначения гипсового вяжущего с проч­ностью 5,2 МПа (52 кгс/см²) со сроками схватывания: начало – 5 мин., конец – 9 мин. и остатком на сите 0,2 мм –9%, т.е. вяжущее Г-5, быстротвердеющее, среднего помола (Г-5, А,II).

 

Таблица 5. Возможные области применения гипсовых вяжущих

 

№ пп	Области применения гипсовыхвяжущих	Рекомендуемые марки и виды
1.	Изготовление гипсовых строительных изделий всех видов	Г-2 – Г-7, всех сроков твердения и степеней помола
2.	Изготовление тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей	Г-2 – Г-7 тонкого и среднего помола, быстрого и нормального твердения
3.	Производство штукатурных работ, заделка швов и специальные цели	Г-2 – Г-25, нормально­го и медленного твердения, среднего и тонкого помола
4.	Изготовление форм и моделей	Г-5 – Г-25, тонкого помола с нормальными срока­ми твердения
5.	Для медицинских целей	Г-2 – Г-7, быстрого и нормального твердения, среднего и тонкого помола

Целью данной лабораторной работы является изучение свойств и областей применения гипсовых вяжущих веществ, полу­чаемых путем термической обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция.

 

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Порядок работы. Провести изучение свойств гипсового вя­жущего вещества; сравнить полученные результаты с требования­ми стандарта, приведенными в табл. 1-5, и сделать вывод о воз­можности использования данного вида гипсового вяжущего.

 

Определение тонкости (степени) помола

 

Сущность опыта заключается в определении массы гипсового вяжущего, оставшегося при просеивании на сите с ячейками раз­мером в свету 0,2 мм. Пробу вяжущего массой 50 г, взвешенную с погрешностью не более 0,1г и предварительно высушенную в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре 323 ± 5 К (50 ± 5°С), высыпают на сито и производят просеивание вручную или на механической установке.

Просеивание считают законченным, если сквозь сито в течение 1 мин. при ручном просеивании проходит не более 0,05 г вяжущего.

Тонкость помола отдельной пробы определяют в процентах с погрешностью не более 0,1 %как отношение массы, оставшейся на сите, к массе первоначальной пробы. За величину тонкости помо­ла принимают среднее арифметическое результатов двух испыта­ний. Полученные данные сводят в таблицу.

 

2.2. Определение стандартной консистенции (нормальной гус­тоты) гипсового теста

 

Стандартная консистенция (нормальная густота) выражаетсяпроцентным отношением массы воды, необходимой для получения гипсовой смеси стандартной консистенции, к массе гипсового вя­жущего в граммах и характеризуется диаметром расплыва гипсово­го теста, вытекающего из цилиндра при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен 180 ± 5 мм.

Для определения стандартной консистенции применяют:

- чашку из коррозионностойкого материала вместимостью более 500 см³;

- ручную мешалку, имеющую более трех петель (рис. 1);

- стекло диаметром более 240мм;

- на стекле нанесен ряд концентрических окружностей диамет­ром 150-220 мм через каждые 10 мм, а окружности диаметром от 170-190 мм – через 5 мм; окружности можно нанести на лист бе­лой бумаги и поместить его между двумя листами отекла;

- цилиндр из нержавеющего металла с полированной внутрен­ней поверхностью (рис. 2);

- линейку длиной 250 мм с ценой деления 1 мм;

- весы с погрешностью взвешивания не более 1 г;

- секундомер.

 

 

Рис. 1. Ручная мешалка                   Рис. 2. Металлический цилиндр

 

Для проведения опыта в чистую чашку вместимостью более 500 см³, предварительно протертую тканью, вливают воду, масса которой зависит от свойств гипсового вяжущего. Затем в воду в течение 2-5 сек. (по секундомеру) всыпают от 300 до 350 г гип­сового вяжущего. Массу перемешивают ручной мешалкой в течение 30 сек., начиная отсчет времени от начала всыпания гипсового вяжущего в воду. После окончания перемешивания цилиндр, установленный в центре стекла,заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой. Цилиндр и стекло предварительно протирают влажной тканью. На стекле нанесен ряд концентричес­ких окружностей диаметром 150-220 мм через каждые 10 мм, а окружности диаметром от 170-190 мм – через 5 мм. Окружности можно нанести на лист белой бумаги и поместить его между дву­мя листами стекла.

Через 45 сек., считая от начала засыпания гипсового вяжу­щего в воду, или через 15 сек. после окончания перемешивания, цилиндр очень быстро поднимают вертикально на высоту 15-20 см и отводят в сторону. Диаметр расплыва измеряют непосредствен­но после поднятия цилиндра линейкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее арифметическое значение. Если диаметр расплыва теста не соот­ветствует 180 ± 5 мм, испытание повторяют с измененной массой воды. Результаты определения стандартной консистенции гипсово­го теста заносят в таблицу. Стандартная консистенция выражается количеством воды, необходимой для получения теста нормаль­ной густотыв процентах от массы гипсового вяжущего.